авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||

«Физические проблемы экологии № 18 3 Введение По инициативе физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова ...»

-- [ Страница 5 ] --

27.6 28. 26. 27. 27.2 С.-З.

С.-В.

26. Запад 27. 26. 1986 1992 1998 1986 1992 1998 2004 1986 1992 1998 Год Год Год а б в Температура, °С 28.2 27. Температура, °С 28. Температура, °С Восток С.-З. Ю.-В.

27.9 27.6 28. Ю.-З.

27.6 27. 27. С.-В.

Запад 27. 1986 1992 1998 2004 1986 1992 1998 1986 1992 1998 Год Год Год г д е 28. Восток Температура, °С Температура, °С 27.0 Температура, °С 27.6 Ю.-В.

Ю.-З. 28. 26. 27. 27. 26. 26. С.-З. 27. 25. Запад 26.4 С.-В.

26. 1986 1992 1998 1986 1992 1998 2004 1986 1992 1998 Год Год Год ж з и Рис. 4. Ряды НЧ составляющих средних годовых (а-в), средних летних (г-е) и средних зимних (ж-и) значений t w по спутниковым данным 1985-2007 гг. для Аравийского моря в целом, его западной и восточной частей (а, г, ж), а также с.-з., ю.-з. (б, д, з) и с.-в., ю.-в. (в, е, и) четвертей моря Поскольку для рядов, показанных на рис. 4, длина ФСС была меньше 8 лет, то в них частично сохранилось колебание с периодом около 12-14 лет. Причем, в большей степени присутствие этого колебания заметно в северо-западной части моря в летний период, что совпадает с описанными выше результатами спектраль ного анализа среднегодовых рядов t w. Аналогичные результаты были получены в [11] и для рядов атмосферного давления (P) по данным стационарных наблюдений в этом регионе. В связи с этим, достаточно близки к особенностям рядов P для Эр Рияда и Мултана [11] и участки летних кривых 1985-1991 и 1999-2003 гг. для за пада (см. рис. 4, г-е), демонстрирующие сначала рост, а затем снижение t w соот ветственно на 0.4 и 0.2 °С.

Из [11] следует, что последующий рост t w в 2004-2007 гг., видимо, связан с влия нием северо-восточной области положительных значений P, которая стала фор Физические проблемы экологии № 18 мироваться в начале 2000-х годов. Приведенный ниже анализ полей t w и t w под тверждает эти результаты. Здесь следует заметить, что полученные за разные вре менные отрезки результаты не противоречат друг другу, так как они являются следствием деятельности разных по масштабу групп временных колебаний с раз ной пространственной структурой соответствующих им полей. Собственно, для выявления и изучения таких волновых процессов и полей и был предложен ритмо динамический подход [8].

30 30 28.6 28. Широта (°N) Широта (°N) Широта (°N) 28. 20 20 27.0 27.4 27. 25. 26. 25. 10 10 24. 24. 23. 45 55 65 75 45 55 65 75 45 55 65 Долгота (°E) Долгота (°E) Долгота (°E) а б в 30 30 30. 30. Широта (°N) 30. Широта (°N) Широта (°N) 28. 20 20 28.4 29. 27. 26.8 27. 10 25.2 25. 25. 45 55 65 75 45 55 65 45 55 65 Долгота (°E) Долгота (°E) Долгота (°E) г д е 30 30 29.0 28. Широта (°N) Широта (°N) Широта (°N) 28. 26. 20 20 25.9 25. 23.0 23.2 22. 10 10 20.0 20.5 20. 45 55 65 75 45 55 65 75 45 55 65 Долгота (°E) Долгота (°E) Долгота (°E) ж з и Рис. 5. Поля средних годовых (а, б, в), средних летних (г, д, е) и средних зимних (ж, з, и) значений t w (°С) по каждому узлу сетки данных для трех отрезков ряда наблюдений (1985-1997, 1998-2007 и 1985-2007 гг., слева направо).





Начать анализ пространственной изменчивости поля t w целесообразно с описа ния полей среднегодовых и сезонных значений (см. рис. 5). Практически для всех этих полей за исследованный период для акватории Аравийского моря характерно крупномасштабное разделение пространственной структуры на больший участок восточнее и юго-восточнее условной линии между о. Сокотра и устьем р. Инд с температурой 26.7-29.0 °С и меньший участок западнее и северо-западнее этой линии с температурой около 23.8-26.5 °С (рис. 5, а-в). При этом наиболее Физические проблемы экологии № высокие значения t w характерны для участка между 64-68° в.д. и 5-8° с.ш. к юго западу от южной оконечности Индостана (29.0 °С).

Наиболее низкие значения t w наблюдаются в северной части Персидского залива (24.0 °С) преимущественно за счет зимнего выхолаживания и у восточного побе режья Омана между г. Сур и о-вами Куриа-Муриа в зоне апвеллинга (25.4°С).

Аналогичная зона апвеллинга примерно в 2-3 раза меньших размеров есть у побе режья Пакистана между устьем р. Инд и г. Гвадар (25.8°С).

Аналогичные известные зоны апвеллинга у восточного побережья Сомали и юго-западного побережья Индии [1] на полях среднегодовых значений t w с дис кретностью 0.5° за исследованный период практически не выражены. Исключени ем для такого пространственного разделения являются основная часть Аденского залива (27.8°С) и наиболее узкая часть Персидского залива (27.5°С).

30 1. Широта (°N) Широта (°N) Широта (°N) 0. 0. 20 20 20 0. 0. 0. 0. 0. 0. 10 -0. -0.05 0. 45 55 65 45 55 65 75 45 55 65 Долгота (°E) Долгота (°E) Долгота (°E) а б в 30 30 1. 0. Широта (°N) Широта (°N) Широта (°N) 0. 20 20 20 0. 0. 0. 0. 0. 10 10 -0. -0.1 -0. 45 55 65 45 55 65 75 45 55 65 Долгота (°E) Долгота (°E) Долгота (°E) г д е 30 30 1. 0. Широта (°N) Широта (°N) Широта (°N) 0. 20 20 20 0. 0. 0. 0. 0. 10 10 -0. -0.15 -0. 45 55 65 75 45 55 65 75 45 55 65 Долгота (°E) Долгота (°E) Долгота (°E) ж з и Рис. 6. Поля градиента рядов средних годовых (а, б, в), средних летних (г, д, е) и сред них зимних (ж, з, и) значений t w по каждому узлу сетки данных для трех отрезков пе риода наблюдений (1985-1997, 1998-2007 и 1985-2007 гг., слева направо).

Такая пространственная структура поля среднегодовых значений t w Ара вийского моря, существенно отличающаяся от зональной структуры аналогичного поля южной части Индийского океана, традиционно объясняется траекторией Физические проблемы экологии № 18 движения холодных вод Сомалийского течения в период летнего муссона, которая в среднем близка к вышеуказанной условной линии [1, 12]. Для поля t w такая устойчивая пространственная структура за исследуемый период сохраняется толь ко на крупных масштабах (см. рис. 6).





Общей отличительной чертой этого поля за 1985-2007 гг. является преоб ладающий рост t w по всей акватории Аравийского моря (см. рис. 6, в, е, и), однако, пространственное распределение значений t w при этом выглядит пестро, в виде множества разномасштабных пятен. Их наличие, видимо, связано с мезомасштаб ными особенностями гидроциркуляционных процессов этого бассейна. Тем не менее, для полей среднегодовых значений t w очевидная разница в их величинах для участков на юго-востоке и северо-западе от условной линии между о. Сокотра и устьем р. Инд в основном сохраняется (см. рис. 6, а-в).

Из рис. 6, в видно, что на юго-востоке значения t w за 1985-2007 гг. состави ли 0.1-0.3 °С, а на северо-западе 0.4-1.0 °С. Область наибольшего прогрева охватывает Аденский залив, восточное побережье Аравийского полуострова, Оманский и Персид ский заливы. Температура поверхности последнего увеличилась на 0.8-1.0 °С. При этом, для периода 1985-1997 гг. (13 лет) картина поля сохраняется примерно такой же (см. рис. 6, а), естественно, с меньшими значениями t w. А для периода 1998-2007 гг.

(10 лет) структура поля градиента заметно меняется (см. рис. 6, б). За почти равный предшествующему отрезок времени величина прогрева поверхности большей час ти акватории уменьшается до величины не более 0.15 °С. Кроме того, появляются два участка снижения t w до -0.1 °С в Оманском заливе и у побережья Сомали в районе 8° с.ш., 55° в.д.

Такая разница в межгодовых тенденциях в основном сохраняется для картин и средних летних (см. рис.6, г-е), и средних зимних ( см. рис. 6, ж-и) полей t w. Причем для зимних полей она даже более выражена. В целом для летнего сезона рост t w составил от 0.1 до 1.4 °С. Характерной чертой летнего поля t w за 1985-2007 гг.

является наличие широкой, шириной около 600-800 км полосы в центре моря, парал лельной линии между о. Сокотра и устьем р. Инд. В ее пределах значения t w в основ ном составляют 0.1-0.2 °С и есть несколько небольших участков с t w -0.1 - -0.2 °С.

На северо-западе от этой полосы температура увеличилась на 0.3-0.5 °С, в Персидском заливе – до 1.0-1.4 °С. На юго-востоке от этой полосы t w 0.2-0.4 °С.

Картина поля 1985-1997 гг. близка к показанной на рис. 6, е с меньшими значе ниями t w. Для 1998-2007 гг. структура поля градиента меняется. Полоса почти нулевых значений градиента распространяется на большую часть акватории Ара вийского моря, за исключением района на север, северо-восток от о. Сокотра и Персидского залива. А в Оманском заливе появляется четко выраженная область с t w -0.15 - -0.2 °С.

Для сезона зимнего муссона структура поля t w ближе к среднегодовой (см. рис. 6, ж-и). В целом для этого периода рост температуры находился в преде лах 0.1-0.9 °С. При этом участки с t w 0.2 °С были сосредоточены южнее 10° с.ш. В районах Аденского залива, восточного побережья Аравийского полуострова, Оманского и Персидского заливов значения t w были в пределах 0.5-0.9 °С. Ис ключение составили два небольших участка по обеим сторонам побережья Катара в Персидском заливе, где температура почти не изменилась.

Физические проблемы экологии № В период 1985-1997 гг. структура поля градиента зимних температур бы ла ближе к диагональной структуре такого же поля среднегодовых значений (см.

рис. 6, а). К северо-западу от линии о. Сокотра-устье р. Инд t w возросла на 0.3-0.5 °С, в Персидском заливе, за исключением побережья Катара, до 0.6 °С. К юго-востоку рост не превышал 0.1-0.15 °С. В течении 1998-2007 гг., напротив, на юго-востоке область значений t w 0.1°С существенно расширилась, в то время, как на северо западе величины градиента снизились до 0.1 °С. В это время в Персидском и Оманском заливах значения t w были близки к нулю. Последнее, видимо, является следствием ослабления антициклонического центра атмосферного давления над Аравийским полуостровом и Персидским заливом в это время и, одновременно, небольшим ростом давления у побережья Индии [11].

Таким образом, результаты анализа межгодовой изменчивости температуры поверхности Аравийского моря соответствуют приведенным в [11] аналогичным ре зультатам для атмосферного давления. Из них следует, что в течении 1985-2007 гг.

под влиянием преобладавших над морем антициклонических условий циркуляции атмосферы происходил общий рост t w. После 1997 г. этот процесс для отдельных районов на севере акватории под влиянием циклонической области над Пакиста ном сменился ее снижением. Наиболее существенно это затронуло Оманский за лив. В Персидском заливе под влиянием этой циклонической области ранее актив ный рост t w в основном за счет зимнего сезона значительно замедлился.

Результаты как проведенного анализа, так и анализа других процессов и полей [5-8, 11, 13] указывают на то, что использованный в данной работе метод ВСА путем избирательной пространственно-временной фильтрации дает возмож ность исследовать основные климатические тенденции изменчивости состояния большинства природных систем. Данный метод позволяет в зависимости от выде ляемых масштабов изменчивости более или менее детально изучать как времен ные, так и пространственные особенности распределения таких климатических тенденций в пределах исследуемого региона, т.е., осуществлять прогнозирование значений параметров состояния природных систем в конкретном месте.

Использование в анализе низкочастотных спектральных компонент ис следуемых рядов, как наиболее энергетически значимых, позволило на качествен ном уровне определить характерные пространственные масштабы взаимодействия между этими полями как одно из важных свойств климатической изменчивости Аравийского моря. В первую очередь, к числу таких пространственных масштабов в данном случае относятся величины, сравнимые с 2000-3000 км (т.е., близкие к общим размерам Аравийского моря) и с 500-1000 км, как отвечающими за круп номасштабную анизотропию гидрометеорологических и гидрофизических полей региона.

Из полученных результатов следует, что за период 1985-2007 гг. величи ны межгодовых колебаний t w Аравийского моря в основном не выходили за пре делы среднеклиматических вариаций последних 30-40 лет [1, 12, 14]. Основной тенденцией этих изменений для моря в целом был небольшой рост температуры воды (0.3-0.6 °С). Тоже можно сказать и о пространственной динамике поля t w на межгодовых масштабах за этот период. Согласно [11] основным отличием в струк туре поля атмосферного давления в это время было небольшое расширение на юг, юго-восток области низкого давления вдоль побережья Пакистана и Индии. Ло Физические проблемы экологии № 18 кальная, в первую очередь в районах Персидского и Оманского заливов, активиза ция этого процесса в период 1997-2002 гг. повлекла за собой (в основном, за счет летнего сезона) временное снижение температуры воды в среднем на 0.1 °С.

Наиболее заметно это затронуло Оманский залив и Ормузский пролив.

Таким образом, можно сделать вывод, что основные воздействия, существенно меняющие режим муссона Аравийского моря, связаны не только с большими, чем размеры моря, масштабами по пространству (порядка 5000-8000 км), но и с боль шими, чем исследованный период в 23 года, масштабами по времени, т.е. не менее 50-60 лет.

Литература 1. Нейман В.Г., Бурков В.А., Щербинин А.Д. Динамика вод Индийского океана.

– М.: Научный мир, 1997. – 232 с.

2. Муромцев А.М. Основные черты гидрологии Индийского океана. – Л.: Гидро метеоиздат, 1959. – 440 с.

3. Deep Sea Research, 1999, Part II, vol. 46, № 8-9.

4. Pinxian Wang, Steven Clemens, Luc Beaufort, Pascale Braconnot, Gerald Ganssen, Zhimin Jian, Peter Kershaw, Michael Sarnthein Evolution and variability of the Asian monsoon system: state of the art and outstanding issues // Quaternary Science Reviews, 2005, 24. – P. 595-629.

5. Еремеев В.Н., Жуков А.Н., Лебедев Н.Е., Сизов А.А. Пространственная анизо тропия межгодовой изменчивости температуры воды Черного моря (по спут никовых данным) // Исследование Земли из космоса, 2007, № 5. – С. 3-10.

6. Eremeev, V.N., Jukov, A.N., Piontkovski, S.A., Sizov, А.А. Coupling Between Interannual Fluctuations of the Sea Surface Temperature and Zooplankton Biomass in the Tropical Atlantic Ocean // International Journal of Environmental Studies, 2009, vol. 66, № 5. - P. 539-546. ( http://www.dx.doi.org/10.1080/00207230902731920 ).

7. Eremeev V.N., Jukov A.N., Piontkovski S.A., Sizov A.A. Interannual variability of the chlorophyll a and sea surface temperature of the Black Sea // International Jour nal of Remote Sensing, 2011, vol. 32, № 18. doi: 10.1080/01431161.2011. ( http://www.dx.doi.org/10.1080/01431161.2011.583291 ).

8. Еремеев В.Н., Жуков А.Н., Сизов А.А. Исследование особенностей ритмоди намики межгодовой изменчивости гидрометеорологических и гидрологиче ских процессов в прибрежных зонах // Доклады РАН, 2006. – том. 409, № 2.

– С. 254-257.

9. Haake B., Rixen T., Reemtsma T., Ramaswamy V. and Ittekkot V. Processes De termining Seasonality and Interannual Variability of Settling Particle Fluxes to the Deep Arabian Sea // Particle Flux in the Ocean / Edited by V. Ittekkot, P. Schfer, S. Honjo and P. J. Depetris. SCOPE Published by John Wiley & Sons Ltd, 1996.

– P. 251-259.

10. Wyrtki K. Oceanographic Atlas of the International Indian Ocean Expedition. – Washington D.C.: National Science Foundation, 1971. – 531 pp.

11. Жуков А.Н., Латушкин А.А., Пустовойтенко В.В., Сизов А.А. Межгодовые колебания поля атмосферного давления северной части Индийского океана в период 1985-2007 гг. // В кн.: Физические проблемы экологии (экологическая физика). – М.: Физический факультет МГУ, 2010, № 17. – С. 155-164.

Физические проблемы экологии № 12. Friedrich A. Schott, Julian P. McCreary Jr. The monsoon circulation of the Indian Ocean // Progress in Oceanography, 2001, 51. – P. 1-123.

13. Еремеев В.Н., Жуков А.Н., Сизов А.А. Поле температуры поверхности Атлан тики и его ритмодинамика на межгодовых масштабах // Доповiдi НАН Украни, 2010, № 8. – С. 124-130.

14. Swallow J.C. Some aspects of the physical oceanography of the Indian ocean // Deep-Sea Research, 1984, V. 31, № 6-8. – P. 639-650.

ИНФОРМАТИВНЫЕ ПРИЗНАКИ ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ Запевалов А.С.1, Пустовойтенко В.В.1, 2, Станичный С.В.1, Показеев К.В. Морской гидрофизический институт НАН Украины Черноморский филиал МГУ имени М.В. Ломоносова Физический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова Рассматриваются возможности и ограничения обнаружения нефтяных загрязнений по радиолокационным изображениям морской поверхности, полученным с космических аппара тов. Для повышения эффективности распознавания нефтяного загрязнения на фоне естест венных аномалий структуры морской поверхности предложено использовать дополнитель ный признак, основанный на изотропном подавлении коротких поверхностных волн нефтя ной пленкой.

Введение.

Нефтепродукты являются основным типом антропогенных загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Образующаяся на морской поверхности нефтяная пленка подавляет короткие поверхностные волны. Этот физический ме ханизм лежит в основе радиолокационного определения наличия загрязнения на морской поверхности. «Выглаживание» поверхности нефтяным пятном приводит, при зондировании в надир, к повышению нормированного сечения обратного рас сеяния, поэтому такие области морской поверхности проявляются на радиолока ционных изображениях в виде более светлых областей [1]. При зондировании на углах падения более 20 «выглаженные» участки морской поверхности на радио локационных изображениях проявляются в виде более темных областей. В на стоящее время считается, что для картирования нефтяного загрязнения оптималь ным является применение радиолокаторов с синтезированной апертурой космиче ского базирования, имеющих достаточно широкую полосу обзора и высокое про странственное разрешение [2].

Проблема обнаружения нефтяного загрязнения заключается в том, что на морской поверхности существуют структуры естественного происхождения, в которых короткие волны частично или полностью подавлены. Физическими меха низмами, ответственными за появление подобных структур, могут быть: вариации скорости поверхностного течения, внутренние волны, штилевые зоны, апвеллинги и ряд других [2].

Физические проблемы экологии № 18 В последние десятилетия предпринимаются интенсивные усилия по созда нию систем обнаружения и распознавания нефтяных загрязнений морской поверх ности по ее радиолокационным изображениям (см., например, [3-6]). Для выделе ния нефтяного загрязнения на фоне естественных неоднородностей используются около 30 параметров, характеризующих пятна на радиолокационном изображении.

Эти параметры (см., например, обзор [7]) можно разбить на четыре группы:

1) параметры, характеризующие геометрию пятна;

2) различие характеристик обратного рассеяния морской поверхностью в пятне и окружающей его области;

3) удаленность от берега, платформ, трасс судов и т.п.;

4) пространственная корреляция между соседними пикселями.

Одно из направлений в создании систем обнаружения – выделение новых информативных признаков для распознавания нефтяного загрязнения. В настоя щей работе рассматривается возможность использовать в качестве такого признака различия радиолокационных контрастов «нефть-чистая поверхность», полученных при разных азимутальных углах зондирования [8].

Нормированное сечение обратного рассеяния.

При зондировании морской поверхности под углами от 20 до 70 градусов рассеяние радиоволн в обратном направлении носит резонансный характер. Со ставляющие поля морских поверхностных волн, на которых происходит рассеяние, принято называть брегговскими.

Условие резонанса, которое в общем виде является векторным, для обратного рассеяния можно записать в форме двух скалярных условий, kbr K 2 sin, (1) или, (2) где kbr и K – волновые числа поверхностной и электромагнитной волн;

– угол падения;

– азимут зондирования;

– направление распространения поверх ностной волны. Нормированное сечение обратного рассеяния радиоволн в первом приближении представим в виде p ( K,, ) 8 K 4 G 0 ( ) (kbr ), (3) p где G 0 ( ) – коэффициент, зависящий от угла падения, поляризации и диэлектри p ческой проницаемости воды;

(kbr ) – спектр возвышений морской поверхности, соответствующий волновому вектору kbr брегговской составляющей.

Перейдем от спектра (kbr ) к спектру волновых чисел и направлений k,, Физические проблемы экологии № (k, ), kx, k y (k x, k y ) (4) k, k.

kx, k y где Якобиан k, Далее представим спектр (k, ) в форме, (k, ) S (k ) (k, a ), (5) где S (k ) – одномерный спектр волновых чисел;

(k, a ) – функция углового рас пределения волновой энергии, удовлетворяющая условию нормировки, k, d 1.

С учетом (1) выражение (3) приводится к виду K3 p ( K,, ) 4 G 0 ( ) S (kbr ) (kbr, a ). (6) p sin Радиолокационный контраст, создаваемый разливом нефти.

Характеристики участков загрязненной нефтепродуктами и чистой поверх ности будем соответственно обозначать индексами «о» и «f». Радиолокационный контраст между нефтяным пятном и чистой поверхностью, являющийся одним из признаков, по которому определяется наличие загрязнения, можно представить в виде po So kbr o kbr, Ro K,,. (7) pf S f kbr f kbr, Выражение (7) получено в рамках предположения, что присутствие нефтяной пленки не влияет на диэлектрическую проницаемость воды.

Плёнка, образующаяся на морской поверхности при разливе нефти или дру гих поверхностно-активных веществ, гасит волны независимо от направления их распространения. При зондировании под азимутальными углами 1 и 2, обрат ное рассеяние происходит соответственно на составляющих волнового поля, удов летворяющих условию (1) распространяющихся в направлениях 1 и 2. В этом случае o kbr,1 f kbr,1, (8) o kbr, 2 f kbr, 2. (9) Физические проблемы экологии № 18 Из выражений (7)-(9) получаем, что радиолокационный контраст между уча стками морской поверхности, загрязненными нефтепродуктами и чистой по верхностью, не зависит от направления зондирования So kbr Ro K,,. (10) S f kbr Таким образом, Ro K,,1 Ro K,, 2 (11) Радиолокационный контраст, создаваемый поверхностным течением.

При распространении поверхностных волн в область с неоднородным тече нием происходит изменение их энергии [9]. Изменение энергии зависит от соот ношения скорости поверхностного течения и фазовой скорости спектральной ком поненты волнового поля, а также от угла между вектором скорости течения и на правлением распространения спектральной компоненты. То есть при распрост ранении волн в область, где происходит изменение скорости поверхностного тече ния, происходит изменение их функции углового распределения. Соответственно V kbr,1 f kbr,1, (12) V kbr, 2 f kbr, 2. (13) Характеристики области морской поверхности с переменным течением обо значены индексом «V ».

Аналогично (7) радиолокационный контраст, создаваемый переменным по верхностным течением, определим как RV K,, pV pf. (14) В общем случае, RV K,, 1 RV K,, 2. (15) т.е. в этом случае радиолокационный контраст будет меняться с изменением ази мутального угла.

Заключение.

Распознавание на радиолокационных изображениях морской (океанской) по верхности областей со сниженным, в сравнении с фоном, уровнем РЛ-сигнала (темных пятен), создаваемых нефтепродуктами, может осуществляться с участием оператора или в автоматическом режиме. В настоящее время существует более десятка алгоритмов, предназначенных для автоматического выделения и клас Физические проблемы экологии № сификации таких областей [7]. По разным оценкам точность автоматизиро ванной классификации составляет от 82% до 94% [6].

В настоящей работе предложен новый информативный признак для раз деления аномалий тонкой структуры морской поверхности, создаваемых нефтя ным загрязнением и вариациями скорости поверхностного течения. Он основан на том, что при распространении коротких поверхностных волн в область перемен ного по скорости течения происходит трансформация их углового распределения энергии. При попадании коротких волн в область нефтяного загрязнения они по давляются в равной мере, независимо от направления распространения.

Литература 1. Запевалов А.С., Пустовойтенко В.В., Станичный С.В. Формирование радиолокационного контраста при квазивертикальном зондировании в зоне загрязнения морской поверхности. Влияние нелинейных эффектов в поле поверхностных волн // Исследование Земли из космоса. – 2010. – № 4. – С.

23-31.

2. Булатов М.Г., Кравцов Ю.А., Лаврова О.Ю. и др. Физические механизмы формирования аэрокосмических радиолокационных изображений океана // Успехи физических наук. – 2003. – Том. 1, № 1. – С. 69-87.

3. Trivero P., Fiscella B., Gomez F., Pavese P. SAR detection and characterization of sea surface slicks // Int. J. Remote Sensing. – 1998. – Vol. 19, № 3. – P. 543-548.

4. Espedal H. A., Wahl T. Satellite SAR oil spill detection using wind history information // Int. J. Remote Sensing. – 1999. – Vol. 20, № 1. – P. 49-65.

Brekke C., Solberg A.H.S. Oil spill detection by satellite remote sensing // Rem.

5.

Sens. Environ. – 2005, № 95. – Р. 1-13.

6. Kanaa T.F.N., Tonye E., Mercier G. et al. Detection of oil slick signatures in SAR images by fusion of hysteresis thresholding responses // Proc. IGARSS’03. – 2003.

– Vol. 4. – Р. 2750-2752.

7. Иванов А.Ю. Слики и пленочные образования на космических радиолокационных изображениях // Исследования Земли из космоса. – 2007, № 3.

– С. 73-96.

8. Запевалов А.С., Пустовойтенко В.В., Станичный С.В. Способ обнаружения заг рязнения водной поверхности / Патент Украины № 92845, МПК G01C 13/00, заявл. 25.05.2009, опубл. 10.12.2010. Бюл. № 23.

9. Филлипс О.М. Динамика верхнего слоя океана. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980.

– 320 c.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.